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Darwin控制器在海上油田注聚控制系统中的应用
邹万勤
中海石油基地集团采油技术服务公司增产作业分公司
天津 300452
摘要：针对海上平台注聚工艺对控制设备的要求，对下料系统、溶解系统、熟化系统的电机采用Moeller的Darwin控制器进行控制；实现了控制设备小巧化、结构紧凑化，改变了传统的电机控制和接线模式，实现了电气开关设备和自动化设备融合。
关键字：海上注聚控制系统
Darwin控制器 电机控制
自动化
油田开发和开采到中后期,
提高原油采收率日益成为一项重要工作，而聚合物驱油技术作为三次采油的一种成熟技术已经在国内各大陆地油田推广，进入工业阶段的应用。然而这种技术的现场工程应用,需要许多空间和场地,所以对于在寸地寸金的海上采油平台的应用受到了制约，发展比较缓慢。中海石油基地集团采油技术服务公司作为海油内唯一一家专门围绕以提高原油采收率为核心业务的公司,通过技术创新,大胆改革,已经成功将注聚工艺应用于到SZ36-1
J平台、 SZ36-1A平台、
LD10-1 WHPA平台、 JZ9-3W平台，注聚技术之所以得以成功应用,
离不开许多新技术和新产品的应用。其中Moeller的Darwin控制器在注聚控制系统中的应用更具创新性。
1．海上油田注聚工艺介绍
注聚是聚合物驱油的简称。海上油田注聚采取连续注入，所采用设备均为撬装式结构。这种海上油田撬装式注聚工艺系统是针对海上油田生产条件而设计的。它结构紧凑，设计合理，适合海上平台空间及吊装能力有限的生产条件。
海上油田注聚工艺流程示意图：
这种海上油田撬装式注聚工艺系统通过下料系统、上料系统、溶解系统、输送装置、熟化系统、喂入装置、高压泵入系统以及注入井井口注入装置、混合装置等实现油田注聚所需的聚合物下料、溶解、熟化，聚合物母液的输送及泵入，以及井口聚合物母液的分配及与高压水的混合，实现注入井的聚合物完全自动化注入。
2．注聚控制系统原理
海上油田注聚装置由下料系统、溶解系统、熟化系统和高压注入系统组成。控制系统对各系统的电气设备、阀门开度进行控制，对各种流量、压力、液位、温度进行数据检测和处理，通过PROFERBUS-DP总线进行数据通讯，采用变频器对高压泵进行V/F控制。
控制系统图如下:
控制系统由工控机、S7-300PLC、ABB变频器、现场压力、液位、温度变送器、电磁流量计、电动比例调节阀、电动蝶阀和电气设备组成, 多套Darwin控制器通过Profibus网关作为CPU315-2DP的一个子站进行通讯,通过程序编制自动控制下料系统、溶解系统、熟化系统的电机启停。
3．Darwin控制器的应用
Darwin技术在海上油田注聚控制系统的应用，大幅度地简化了控制柜内的繁杂接线；它为马达启动器和自动化设备的连接设计了专门的数据连接线和插头，从而取代了自动化I/O模块与开关设备间的传统接线。通过Darwin智能连线方案连接起来，实现控制、开关、保护和HMI操作等功能。
Darwin控制器的由以下几部分组成：MSC马达启动器、PROFIBUS-DP网关、SWIRE-DIL接触器模块、数据连接线、24VDC电源模块。
注聚控制系统中Darwin控制器电气控制原理图如下：
MSC马达启动器不需要通过手动方式设定地址，安装完成后，在ROFIBUS-DP网关上按一下按键，即自动分配地址,本系统中为I0.0-I0.7。SmartWire模块与上一级PLC通过标准的现场总线和总线相关程序通讯连接。
通过PLC程序控制可以实现下料系统、溶解系统、熟化系统中电机自动启停。
控制柜内Darwin控制器安装图：
4．结束语
通过海上油田注聚控制系统Moeller的Darwin控制器使用，Darwin技术带给了我们最直接的好处：
1）简化了设计人员的设计工作。
2）在控制柜设计方面，节约了控制柜空间。柜体从原来的600mm宽度减少到400mm；节省了PLC
I/O模块，使柜体内更紧凑，结构更合理。
3）减少了需要设计的终端点数目。
4）安装和接线简便，消除了复杂的接线工作。
5）操作方便，Darwin技术向操作员提供了一个设计清晰的控制柜。
6）降低了现场维护工作量，利用一个LED灯指示SmartWire模块的运行情况，从而可以在操作过程中很快定出故障位置，更换模块简单易学。
总之，Darwin控制器彻底改变了注聚控制系统中控制柜的设计、元件布置、接线、现场调试和维护的传统方式；减少了故障点,提高了自动化程度，使整个注聚控制系统配置更加合理、优化，并减少了在平台上占地空间。
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